一种表面平整度指示方法及设备技术领域
本发明涉及测量领域，特别涉及一种指示表面平整度的方法及设备。
背景技术
在土木建工行业，表面平整度是保证工作质量的一个重要方面。例
如，当铺设瓷砖的地面不水平不平整时，瓷砖边角可能会翘曲出灌浆面，
从而在使用中更易开裂；此外，当灌浆自身的平整度有问题时，会在灌
浆面处形成空腔，瓷砖也因缺少下部灌浆支撑而在空腔处产生脆弱区，
影响使用寿命。目前，瓦工、木工往往使用拉线、角尺、水平仪、千分
表甚至是工匠自身的经验来检测平面度，总的来说，这些检测方法或者
比较粗放、或者局限在水平面、或者检测过程复杂等等，业界一直都有
改良需求。
鉴于此，有必要设计一种新的表面平整度指示方法及设备来解决上
述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种直观显示物体表面平整度的
指示方法及设备。
为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种表面平整度指
示方法，提供一个基准平面、一个主体平齐于所述基准平面的待检测表
面、一个产生光平面并使所述光平面照射向待检测表面的光平面发生部；
调整使所述光平面与基准平面之间形成一定的斜夹角，所述光平面与待
检测表面相交形成痕迹线；定义所述待检测表面具有垂直于所述基准平
面的凹凸方向，所述痕迹线靠近光平面发生部的部分为所述待检测表面
上的相对凸部，所述痕迹线远离光平面发生部的部分为所述待检测表面
上的相对凹部。
进一步地，所述表面平整度指示方法具有用以调整斜夹角大小的第
一枢轴，所述待检测表面具有表面纹理方向，将所述表面纹理方向垂直
于所述第一枢轴且平行于所述基准平面放置，并定义一垂直于所述表面
纹理方向的平面与待检测表面相交形成纵交线，所述痕迹线显示所述纵
交线在凹凸方向上放大的形态。
进一步地，所述痕迹线上定义有一条平行于所述光平面和基准平面
的相交线且与最多痕迹线重合的基准直线，所述痕迹线位于所述基准直
线靠近光平面发生部一侧的部分指示为凸出区域，所述痕迹线位于所述
基准直线远离光平面发生部一侧的部分指示为凹陷区域。
进一步地，所述表面平整度指示方法定义有平行于所述凹凸方向的
俯视方向，根据俯视方向上所述相对凸部和/或相对凹部至所述基准直线
的距离以及斜夹角大小计算出所述待检测表面的真实平整度。
本发明还提供了一种表面平整度指示设备，包括定义有基准平面的
主体部以及组设于所述主体部的光平面发生部，所述光平面发生部产生
与所述基准平面形成斜夹角的光平面，所述光平面可与一主体平齐置于
所述基准平面的待检测表面相交形成指示凹凸形态的痕迹线，所述表面
平整度指示设备还设有可调整所述斜夹角大小的调节部。
进一步地，所述表面平整度指示设备设有发生部保护盖，所述发生
部保护盖打开或关闭时，通过机械或电子开关触发所述光平面发生部打
开或关闭。
进一步地，所述调节部预设有至少三个斜夹角角度。
进一步地，所述主体部包括机身和基座，所述光平面发生部设置于
机身，所述基座通过所述第一枢轴或者一平行于所述第一枢轴的第二枢
轴枢接于所述机身。
进一步地，所述基座包括总体呈矩形的板部，所述板部包括相对的
机身侧和机脚侧，所述第一枢轴设于机身侧并且总体平行于所述矩形板
部的短边，所述机脚侧设有垂直于所述基准平面的轴部以及绕所述轴部
旋转的机脚部，所述机脚部包括收合位置和形成所述基准平面的打开位
置，所述机身与机脚部收合至所述基座后沿轴部方向的投影落于所述矩
形板部自身沿轴部方向的投影内。
进一步地，所述机身侧设有保持所述第一枢轴的护板，所述护板或
机身上设有指示斜夹角角度或者痕迹线放大倍数的指示部。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：所述光平面和可调斜
夹角的设计，可以根据表面平整度大小和精度需要以适当的斜夹角将待
检测表面的凹凸形态进行放大，从而直观地指示表面平整度情况。
附图说明
图1描述了本发明第一实施例表面平整度指示设备的立体结构示意
图。
图2描述了本发明第一实施例表面平整度指示设备的侧视结构示意
图。
图3描述了本发明第一实施例表面平整度指示设备的俯视结构示意
图。
图4描述了本发明第一实施例中待检测物体垂直于表面纹理方向的
截面示意图。
图5描述了本发明第二实施例表面平整度指示设备打开时的侧视结
构示意图。
图6描述了本发明第二实施例表面平整度指示设备收合后的立体结
构示意图。
图7描述了本发明第二实施例表面平整度指示设备使用时的立体结
构示意图。
图8描述了本发明第二实施例表面平整度指示设备使用时的俯视结
构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图8，下面结合附图具体描述本发明表面平整度指示
方法及设备。
请参阅图1至图4，本发明一种表面平整度指示方法，提供一个基
准平面P1、一个主体平齐于所述基准平面P1的待检测表面F、一个产
生光平面P2并使所述光平面P2照射向待检测表面F的光平面发生部20；
调整使所述光平面P2与基准平面P1之间形成一定的斜夹角θ，所述光
平面P2与待检测表面F相交形成痕迹线L1；定义所述待检测表面F具
有垂直于所述基准平面P1的凹凸方向B1，所述痕迹线L1靠近光平面发
生部20的部分为所述待检测表面F上的相对凸部HP，所述痕迹线L1
远离光平面发生部20的部分为所述待检测表面F上的相对凹部LP。所
述光平面P2和可调斜夹角θ的设计，可以根据表面平整度大小和精度需
要以适当的斜夹角θ将待检测表面的凹凸形态进行放大，所述斜夹角θ
是指非0度、90度和180度的夹角，以便直观地指示放大后的表面平整
度情况。
所述表面平整度指示方法具有用以调整斜夹角θ大小的第一枢轴
A1，所述待检测表面F具有表面纹理方向B2，将所述表面纹理方向B2
垂直于所述第一枢轴A1且平行于所述基准平面P1放置，并定义一垂直
于所述表面纹理方向B2的平面与待检测表面F相交形成纵交线L2，所
述痕迹线L1显示所述纵交线L2在凹凸方向上放大的形态。请重点参阅
图2，当所述表面纹理方向B2垂直于所述第一枢轴A1且平行于所述基
准平面P1放置时，纵交线L2与痕迹线L1呈现三角形的投影关系，因
而可以更直观地指示出放大的待检测表面的不平整程度及需要进一步加
工的位置，为工程活动提供参考，当然，也可以结合后续提到的基准直
线L3判断凸起幅度h1和凹陷幅度h2，得出凹凸方向B1上具体的凸起
值d1和凹陷值d2。
所述痕迹线L1上定义有一条平行于所述光平面P2和基准平面P1
的相交线(未标示)且与最多痕迹线L1重合的基准直线L3，所述痕迹
线L1位于所述基准直线L3靠近光平面发生部20一侧的部分指示为凸出
区域，所述痕迹线L1位于所述基准直线L3远离光平面发生部20一侧的
部分指示为凹陷区域。我们知道，理想状态中平面与平面的相交线是直
线，但由于表面平整度问题带来平面产生凹凸形态，使得相交线为不规
则的曲线，但是基于待检测表面F与基准平面P1的参照关系，所以存在
与部分痕迹线甚至大部分痕迹线重合的基准直线L3。在条件允许的情况
下，还可以在待检测表面F的两侧先加工出辅助基准平面(或者独立设
置)，如此取痕迹线L1在所述两侧辅助基准平面上形成的两个基准点
16，17，则二者的连线同样可以得到先前所述的基准直线L3。
当所述表面纹理方向B2垂直于所述第一枢轴A1且平行于所述基准
平面P1放置时，若干垂直于所述表面纹理方向B2的截面与待检测表面
F相交形成的纵交线L2相同。在土木工程应用中，例如木工的平刨工艺
中，垂直于表面纹理方向B2的截面反映的是整个木工件的平整度情况，
所以，虽然待检测表面F任意位置放置形成的痕迹线L1也能反应当时的
凹凸形态，纵交线L2垂直于表面纹理方向B1时显示的痕迹线L1仍然
更有普遍意义。所述表面平整度指示方法定义有平行于所述凹凸方向B1
的俯视方向B3，根据俯视方向B3上所述相对凸部HP和/或相对凹部LP
至所述基准直线L3的距离以及斜夹角θ大小计算出所述待检测表面F
的真实平整度。
下面结合图1至图4具体介绍实现上述表面平整度指示方法的设备，
其包括定义有基准平面P1的主体部10以及组设于所述主体部10的光平
面发生部20，所述光平面发生部20产生与所述基准平面P1形成斜夹角
θ的光平面P2，所述光平面P2可与一主体平齐置于所述基准平面P1的
待检测表面F相交形成指示凹凸形态的痕迹线L1，所述表面平整度指示
设备还设有可调整所述斜夹角θ大小的调节部30。所述调节部30预设
有至少三个斜夹角角度，这里的预设主要是指调节部30达到上述角度时
通过声音、标线等方法加以提示。所述斜夹角θ的大小可以根据痕迹线
L1的放大程度或精度进行调整，至少的三个斜夹角角度可以为30度、
45度以及60度，方便系统内部的数据处理，也可以在缺少运算单元时
更容易实现初估。此外，本实施例中的光平面P2主要通过从所述光平面
发生部20产生扇形激光平面来实现，具体包括一个可产生光圈的激光二
极管、一个准直透镜以及一个将激光束散射成一个扇形激光平面的透镜
(未图示)，在满足功能实现的基础上，还减小了设备体积，提高了后
续设备实现的便携性。
所述主体部10包括机身101和通过一第二枢轴A2枢接于所述机身
101的基座102，所述光平面发生部20设置于机身101，所述光平面P2
平行于所述第二枢轴A2。事实上，第一枢轴A1和第二枢轴A2也是平
行的，其他一些实施例中也可以共用之前的第一枢轴A1来实现。即，
所述基座102可以通过所述第一枢轴A1或者一平行于所述第一枢轴A1
的第二枢轴A2枢接于所述机身101。
以上为第一实施例，请参阅图5至图8，下面结合相关附图介绍本
发明的第二实施例一种表面平整度指示设备。所述表面平整度指示设备
包括定义有基准平面P1’的主体部10’以及组设于所述主体部10’的光平
面发生部20’，所述光平面发生部20’产生与所述基准平面P1’形成斜夹
角θ’的光平面P2’，所述光平面P2’可与一主体平齐置于所述基准平面
P1’的待检测表面F’相交形成指示凹凸形态的痕迹线L1’，所述表面平整
度指示设备还设有可调整所述斜夹角θ’大小的调节部，本实施例中的调
节部并未像第一实施例那样独立设置，而是利用机身和基座之间的枢转
机构来实现。
所述主体部10’包括机身101’和通过第一枢轴A1’枢接于所述机身
101’的基座102’，所述光平面发生部20’设置于机身101’，具体在所述
机身101’远离第一枢轴A1’的自由末端，所述光平面P2’平行于所述第一
枢轴A1’。本实施例共用枢轴对结构的简化很有意义，但是也一定程度
上将光平面入射角度和设备的开合绑定在一起，灵活度有所降低，例如
在一些狭小空间的使用将会受限。所述表面平整度指示设备设有发生部
保护盖40’，所述发生部保护盖40’打开或关闭时，通过机械或电子开关
触发所述光平面发生部P2’打开或关闭。本实施例中，机身101’上设有
与所述基座102’抵接的开关部201’，当机身101’收合至基座102’时，发
生部保护盖40’物理保护所述光平面发生部20’，同时，开关部201’受到
基座102’的压迫内缩，断开激光发生回路，停止产生光平面。
所述基座102’包括总体呈矩形的板部1021’，所述板部1021’包括相
对的机身侧1022’和机脚侧1023’，所述第一枢轴A1’设于机身侧1022’
并且总体平行于所述矩形板部1021’的短边，所述机脚侧1023’设有垂直
于所述基准平面P1的轴部A3’以及绕所述轴部A3’旋转的机脚部1024’，
所述机脚部1024’包括收合位置和形成所述基准平面P1’的打开位置，所
述机身101’与机脚部1024’收合至所述基座102’后沿轴部方向的投影落
于所述矩形板部自身沿轴部方向的投影内。如此设计，可以快速打开机
脚部1024’形成所需的基准平面P1’，再将机身旋转出基座102’即可开始
工作，而且所述机身101’与机脚部1024’收合至所述基座102’后沿轴部
方向的投影落于所述矩形板部1021’自身沿轴部方向的投影内的设计，
更是实现了该工具的随身携带和便携性。此外，所述机身侧1022’设有
保持所述第一枢轴A1’的护板1025’，所述护板1025’或机身101’上设有
指示斜夹角θ’角度或者痕迹线L1’放大倍数的指示部1026’。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，不应以此限制本发
明的范围，即凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效
变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。